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        從研發認識計為

        如何選擇高溫型振動式物位開關壓電陶瓷

        2018-08-22

          壓電陶瓷是一種新興的功能陶瓷材料,它可以將機械能與電能相互轉換,具有正負壓電效應,在我們的振動式物位開關儀表測量中,起到非常重要的作用。壓電陶瓷片是振動式物位開關的核心部件,它使儀表探頭在諧振頻率下產生振動及信號接收,并通過智能電路單元處理分析輸出一個開關信號,來判斷物料的存在。因此,如何選擇高溫型振動式物位開關壓電陶瓷就顯得頗為關鍵。
        高溫型振動式物位開關壓電陶瓷
          事實上,壓電陶瓷具有壓電效應,是由于陶瓷內部存在自發極化行為,再經過人工極化處理而被迫取向排列后,陶瓷內部存在剩余極化強度,在外界(如壓力或電場)的作用下使此極化強度發生變化,陶瓷就出現了壓電效應。衡量壓電陶瓷的性能參數,通常有介電常數ε,壓電常數d,機電耦合系數kp,品質因數Qm以及居里溫度Tc等等。
          溫度因素對壓電陶瓷性能的影響最為敏感,它有一個極限使用溫度,當溫度達到這一極限溫度時,壓電陶瓷就會失去壓電性能,這一溫度叫居里溫度。隨著溫度的上升,壓電材料的一些電特性參數會下降,影響傳感器的輸出靈敏度,并使傳感器的低頻響應變壞。
          通常地,一般壓電陶瓷的安全工作溫度處于0℃到1/2居里溫度之間。鑒于物位開關的實際工況的復雜性,尤其在高溫工況下,對壓電陶瓷材料的性能提出了更高的要求。如果在較高的工作溫度下選用溫度特性差的壓電材料,料位開關的振動會很快減弱,經常出現誤動作,或使壓電陶瓷損壞,振動開關失效,從而無法檢測或判斷物料的存在,影響正常的工業生產。
          因此,在對高溫等惡劣環境下工作的壓電陶瓷進行選型時,應盡量選居里溫度高些和熱穩定性好的壓電材料,以期獲得較寬的工作溫度范圍;同時選用的壓電陶瓷的介電常數、壓電常數和機電耦合系數應盡可能大;除此之外,還應選擇添加有“變價”添加物的壓電材料,使材料“軟”“硬”性質兼有,以提高材料的溫度穩定性和時間穩定性。
          經過工程師對壓電陶瓷應用的深入研究,和對壓電陶瓷的多次高溫試驗,選擇適合高溫工況工作的壓電器件,使計為公司生產的振動式物位開關可以在高溫的工況下穩定工作。因此,產品也得到了客戶的廣泛認可。
        (深圳計為自動化技術有限公司研發中心2018年8月22日發布)


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